研究团队开发了一种利用微型环形器件(称为微谐振器)产生极其稳定光信号的新方法。这些信号形成科学家所称的光频梳,有时也被描述为光学标尺,因为它们能产生一系列等间隔的光色,可用于以极高的精度测量光。.
研究人员还展示了一种名为“超参量孤子”的新型光脉冲。这种稳定的脉冲是这项研究取得重大进展的关键,因为它允许利用为该设备供电的激光器产生不同颜色的光梳信号。
这使得该技术可用于高速光通信,而高速光通信在数据传输(例如在数据中心)中发挥着至关重要的作用。
研究人员在用于大型数据中心高速数据链路的波长范围内验证了这一技术——随着人工智能计算基础设施的扩展,数据需求持续增长,这一领域的重要性日益凸显。
这项研究的潜在影响是什么?
数据中心需要消耗大量能源来执行我们赋予它们的无数任务,而这些需求正在迅速增长,部分原因是人工智能的日益普及。根据爱尔兰中央统计局的数据,到2024年,数据中心的用电量将占爱尔兰总用电量的22%,超过所有城市家庭用电量的总和(18%)。而且,数据中心的用电量每年增长10%。
鉴于我们对数据中心及其能源需求的依赖程度不断上升,任何提高效率的技术创新都能对减少电力消耗产生真正的影响,并有助于实现雄心勃勃的碳排放目标。.
都柏林圣三一学院物理学系主任、爱尔兰未来网络研究中心研究员约翰·多尼根教授表示: “我们非常高兴能够创造出一种新型光学光源,它将引起从事光通信和高精度光学测量的人们的极大兴趣。”
“我们团队与巴斯大学的一位顶尖光学理论家以及瑞士世界领先的微谐振器制造团队合作,成功展示了一种新型梳状光源。”
“我们的工作也受益于与Pilot Photonics的合作,该公司是都柏林城市大学的衍生企业,致力于开发用于光通信的高精度激光器和梳状光源。我们预计这仅仅是这项工作的开端,未来几年它将取得显著进展。”
这项研究将如何引领下一代光网络的发展?
“现代光纤网络通过单根光纤传输多种不同颜色的光来传输大量数据,这种技术被称为波分复用(WDM)。” 多尼根教授补充道,
“但光频梳可以从单个光源产生多种颜色的光,从而有可能取代独立的激光阵列。通过简化系统设计,同时提高效率和稳定性,基于光频梳的技术有望成为未来数据中心网络和高容量互联网基础设施的关键组件。”
这项研究得到了爱尔兰研究基金会、英国工程与物理科学研究理事会、CONNECT中心、英国皇家学会和浙江省创新创业领军团队的支持。
